المرحلة الثانية: التسريع (Acceleration) فباستخدام قُطبٍ سالبٍ يتم تسريع الأيونات الموجبة فقط لتدخل أنبوب التحليل، ويتم استبعاد الجذور الحرة. المرحلة الثالثة: الانعطاف (Deflection) باستخدام مجالٍ مغناطيسيٍّ على جانبِ أنبوب التحليل، تتعرَّض الأيونات الموجبة للمجال المعناطيسي وتتأثَّر به فتنحرف عن المسار. مقدار انحراف الأيونات عن المسار يعتمد على نسبة كتلة الأيون إلى شحنته m/z. وبما أنَّ جميع الشحنات متساوية وهي (z=+1) يُمكن اعتبار أنَّ مقدار الانحراف يعتمد فقط على كتلة الأيون m. وهكذا يتم الفصل بين الأيونات، وباستخدام كاشف في الجهاز (detector) يتمُّ قياس كتلة كل أيون ونسبة توافره (relative abundance). فكُلَّما كان الأيون أكثر استقرارًا كُلَّما كان متوافرًا أكثر، والعكس صحيح. تخرج لنا البيانات من الجهاز على شكلِ رسمٍ يُسمَّى بـ(mass spectrum)، ويكون على المحور الأفقي نسبة الكتلة إلى الشحنة m/z، وعلى المحور الرأسي نسبة التوافر. استخدامات مطياف الكتلة بقلم الطالبة: هنادي مفكر المطيري ~ مجلة ثالث علمي 2. ويمكن اعتبار أن المحور الأفقي يُعبِّر عن كتلة الأيون فقط. وأول مثالٍ على spectrum خاص بمُركَّب البنتان pentane يكون كالتالي: مثال spectrum لمركب pentane كلُّ إشارةٍ على الرسمِ السابق تُعبِّر عن أيونٍ مُختلِف.
تأيين العينة في حجرة التأين يتم التأيين بعدة طرق وأهمها طريقة القذف بإلكترونات سريعة أسهلها وأشهرها، ويطلق عليها مصطلح التأيّن الالكتروني، ولكن هناك أيضًا عدة طرق أخرى للتأين ومنها القذف بذرات سريعة وهو تأيين كيميائي أو التصام الإلكتروني وعندها تصبح الجزئيات مشحونة بشحنة سالبة. ويتم فصل الأيونات عن طريق جذب الأيونات السالبة باستخدام صحيفة موجبة الشحنة باستخدام مجال كهربائي ومجال مغناطيسي لفصل الأيونات، بالإضافة إلى جمع وتكبير الأيونات لقياسها ورسمها بيانيًا. مطياف الكتلة - مجلة الباحثون المصريون العلمية. مثال توضيحي لمطياف الكتلة مع وحدة محلل الكتلة: نضع عينة من كلوريد الصوديوم (ملح الطعام) في منبع الأيونات، فتتبخر (تتحول إلى غاز) وتتأين (تتحول إلى جزئيات مشحونة كهربائيا) فتتحول إلى أيونات الصوديوم (Na+) والكلور (Cl-). ذرات وأيونات الصوديوم هي نظائر أحادية، بكتلة مساوية 23 amu، لذرات وأيونات الكلور نظيرين بكتل مساوية تقريبا لـ 35 amu (بتوافر طبيعي حوال 25%). يحتوي محلل الكتلة في المطياف على حقول كهربائية و مغناطيسية تؤثر بقوة على الأيونات المارة خلال هذه الحقول، ولذلك يمكن زيادة أو إنقاص سرعة الجزيء المشحون خلال مروره ضمن الحقل الكهربائي، كما يمكن تعديل الاتجاه بتعديل الحقل المغناطيسي، حيث يتعلق مقدار الانعطاف في مسار الأيون بنسبة كتلته إلى شحنته.
فكُلَّما كان الأيون المتكوِّن أكثرَ استقرارًا كُلَّما كانت إشارته أقوى. الأيون الأكثر استقرارًا يظهر عند إشارةٍ تُسمَّى بـ(base peak)، وهي الإشارة الأقوى، ويتم اعتبار نسبة وجودها 100% ويتم قياس باقي قوى الإشارات نسبيًّا إليها. في المثالِ السابق كان الـbase beak ظاهرًا عند 43 (الرقم الخاص بأيون البروبان)، لأنَّه الأكثر استقرارًا بين باقي الأيونات. أمَّا بالنسبة لأيون الميثان فهو غير مستقرِّ تمامًا، وبالتالي تظهر إشارة ضعيفة عند رقم 15، وأيون البيوتان يظهر بإشارةٍ ضعيفةٍ أيضًا رغم أنه أيونٌ مستقر. ولكن سبب ضعف الإشارة هو أن في المعادلة الخاصة بإنتاج أيون البيوتان، يتم إنتاج جذر الميثان معه، وهو جذرٌ غير مستقر، بالتالي يُضعف ذلك من احتمال الكسر بتلك الطريقة. مثالٌ آخر وهو الأيزوبنتان isopentane ويكوِّن شكل (طيف الكتلة mass spectrum) الخاص به كالتالي: مثال spectrum لمركب isopentane يمكن مُلاحظة أن الإشارات في البنتان والأيزوبنتان تظهر عند نفس الأرقام، وذلك بسبب أن الأيونات الناتجة من التكسير لديها نفس الكتل. الاختلاف الملحوظ بين المثالين هو قوة إشارة الأيون عند رقم 57 في حالة الأيزوبنتان. السبب في شدة الإشارة عند 57 هو أن التكسير الذي يُنتج أيون البيوتان يحدث كالتالي: الفرق بين ذلك الأيون هو كاربوكاتيون ثانوي (2ry carbocation، أيون موجب الشحنة) وهو أكثر استقرارًا من الكاربوكاتيون الأول (1ry carbocation) الناتج في حاله البيوتان.
مطياف الكتلة: الجهاز المماثل لأنبوب أشعة المهبط لتومسون والذي يستخدم لدراسة النظائر وقياس النسبة بين الأيون الموجب وكتلته. النظائر: الأشكال المختلفة للذرة والتي لها الخصائص الكيمائية نفسها ولكنها تختلف في الكتلة. · تسمى المادة التي قيد الفحص والأستقصاء مصدر الأيون. · يجب ان يكون مصدر الايون غازا او مادة يمكن تحويلها الى بخار. · تتشكل الأيونات الموجبة عند اصطدام الإلكترونات المسرعة بالغاز ؛ حيث تؤدي التصادمات الى تحرير إلكترونات من الذرة لتتشكل الأيونات الموجبة. · يولد فرق الجهد بين الأقطاب مجالا كهربائيا يستخدم لمسارعة الأيونات. · العلاقة بين سرعة الجسيم ومدى إنحرافه علاقة طردية. قانون نسبة شحنة الأيون الى كتلته في مطياف الكتلة: q\m=2V\B²r² تحليل النظائر: · جميع الأيونات التي اصطدمت بالفيلم لها الشحنة نفسها. · تعتمد شحنة الأيون على عدد الإلكترونات التي فقدت من الذرات المتعادلة التي استخدمت مصدرا للأيون. · مجموع نسب النظائر يساوي 100%. · كتلة كل عنصر مدرج في الجدول الدوري تمثل في الحقيقة متوسط جميع كتل النظائر لنفس العنصر. · عند تحرير اول إلكترون نحصل على ذرة أحادية التأين وعند تحرير ثاني إلكترون نحصل على ذرة ثنائية التأين.